人因工程《第15章劳动安全及事故预防(一)》.ppt

第一节 事故及其危害 第二节 人机系统的安全性分析与评价 第三节 事故产生的原因 第四节 事故预测与预防,第十五章 劳动安全与事故预防,第一节 事故及其危害,一、危险、安全与事故的含义 （一）危险与安全的概念 （1）危险。危险是可能导致事故的状态，或事故的前提条件，或发生事故的必要条件。是一种已存在的或潜在的条件，其发生可导致意外事故。也就是说，危险是任何可以导致人员伤害、疾病或死亡的或导致设备的损伤或损失的实际或潜在的状况。一般用危险性来表示.,危险性-是指某种危险源导致事故、造成人员伤亡或财物损失的可能性。 一般地，危险性包括危险源导致事故的可能性和一旦发生事故造成人员伤亡或财物损失的后果严重程度两个方面的问题。在定量地描述危险源的危险性时，采用危险度作为指标；在概率地评价危险源的危险性时，一般认为： 危险度危险源导致事故的概率事故后果严重度。,（1）危险,传统的定义是：不发生导致人身伤害、职业病、死亡或引起设备或财产损失，或危害环境的状态或条件。 现在的定义：所谓安全，就是没有超过允许限度的危险。或者说：发生导致人身伤害、职业病、死亡或引起设备或财产损失，或危害环境的程度没有超过允许的限度。 设S代表安全性，D代表危险件，则应有S=1-D。,（2）安全,事故是指人在实现其目的行动过程中，突然发生的、迫使其有目的的行动暂时或永久终止的一种意外事件。 或者说事故是在生产或生活中人们不期望发生的导致人员伤害、死亡，导致设备或财产损失和破坏，以及环境危害的偶然事件（随机事件）或突发事件。 事故有生产事故和非生产事故之分。我们主要讨论生产事故。,（二）事故的定义,（1）事故的因果性 事故因果性是说，一切事故的发生，都是事故原因相互作用的结果。并且多数事故的原因都是可以认识的。 （2）事故的偶然性和必然性 事故具有偶然性和突发性的特点，在一定条件下可能发生、也可能不发生，是随机事件，即事故的偶然性。 事故的因果性又表明事故有其发生的必然性。长时期构成事故发生的条件，就必然会造成事故的发生。,(二)事故的特性,(3）事故的潜在性和预测性 事故在未发生之前，似乎一切都处于“正常”和“平静”状态，但并不是不发生事故。相反，此时事故正处于孕育和生长阶段。这就是事故的潜在性。 正是事故有孕育和生长的过程，在这个过程中，必然有某些信息出现，这正是事故的预测性。,(二)事故的特性,发生事故后，或造成人员伤害、死亡，或导致设备、财产损失和破坏，或危害环境，对个人、家庭、社会都会带来巨大危害。 2002年，全国共发生各类事故1073434起，死亡139393人，其中 一次死亡3-9人的重大事故2629起，共死亡10054人； 一次死亡10-29人的特大事故116起，共死亡1718人； 一次死亡30人以上的特别重大事故12起，共死亡623人。,三、事故的危害,2002年全国各类死亡人数所占比例为：道路交通：78.4%；水上交通：0.33%；铁路5.96%；民航：0.10%；工矿企业10.71%；消防火灾：1.72%；农机：2.2%；其它0.52%。 这些事故的危害是巨大的，每年给全国十万余个家庭带来不幸，每年都造成数万个孤儿和寡母。,三、事故的危害,职业病的危害也是不容忽视的。据1996年底统计资料，仅全国省属以上国有煤矿尘肺病患者高达17.5万人，已累计死亡53722人。据对20世纪90年代尘肺病死亡人数的分析，每年大约有3000人左右死于尘肺病。我国每年为职业病要支付巨额的医疗费用，造成的损失也是巨大的。,三、事故的危害,第二节人机系统安全性分析与评价,一、系统安全分析 系统安全分析是从安全的角度对人-机-环境系统中的危险因素进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系来查明系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。 系统安全分析的目的是查明危险源以便在系统运行期间内控制或根除危险源。,调查分析以下内容： （1）可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险源及其相互关系。 （2）与系统有关的环境条件、设备、人员及其它有关因素。 （3）利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险源的措施。 （4）对可能出现的危险源的控制措施及实施这些措施的最好方法。 （5）对不能根除的危险源失去或减少控制可能出现的后果。 （6) 一旦对危险源失去控制,为防止伤害和损害的安全防护措施。,1系统安全分析的内容,2系统安全分析方法,方法很多，常用的方法主要有以几种： （1）检查表法 (Checklist)； （2）预先危害分析 (Preliminary Hazard Analysis，PHA)； （3）故障类型和影响分析 (Failure Model and Effects Analysis，FMEA)； （4）危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，HAZOP）； （5）事件树分析 (Event Tree Analysis，ETA)； （6）故障树分析 (Fault Tree Analysis，FTA)； （7）因果分析(Cause-Consequence Analysis,CCA)。,（一）概述 事故树（Fault Tree Analysis，缩写为FTA）也称故障树，在日本称为FTA安全工学，是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。 FTA作为安全分析评价和事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛采用。 事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，是用逻辑门联接的树图。事故树分析法是一种图形演绎方法，在对系统分析时，围绕系统不希望发生的失效事件，做层层深入的分析，直至追踪到引起失效事件发生的全部最原始的原因为止。,二、事故树分析法,（1）确定所要分析的系统 确定系统中所包含的内容及其边界范围，明确影响系统安全的主要因素。 （2）熟悉系统 详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。 （3）调查系统发生的事故 调查所要分析的系统过去和现在所发生过的各类事故，收集国内外同类系统曾发生过的所有事故，找出本系统事故发生的规律，设想给定系统可能要发生的事故。,（二）分析步骤,（二）分析步骤（续）,（4）确定顶上事件 所谓顶上事件就是要分析的对象事件。对于某一确定的系统，可能发生多种事故，但究竟以那一种事故作为分析的对象？一般来说要确定那些易于发生且后果严重的事故作为事故树分析的顶上事件。 （5）调查原因事件 从人、机、环境出发调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。 （6）绘制事故树图 采用规定的符号，从顶上事件起，一级一级找出直接原因事件，按其逻辑关系，绘制出事故树图。,（二）分析步骤（续）,（7）定性分析 按事故树结构，利用布尔代数化简事故树，求取事故树最小割集或最小径集，分析基本事件的结构重要度，根据定性分析的结论，确定预防事故发生的措施。 （8）定量分析 确定各基本事件发生的失误率，并计算其发生的概率，标在事故树上，并求出顶上事件发生的概率，分析各基本事件的概率重要度。根据定量分析结果对系统进行风险分析，以确定安全投资方向。 （9）进行安全评价 根据损失率的大小评价该类事故的危险性。目前我国FTA一般都考虑到第7步进行定性分析为止，也能取得较好效果。,（三）事故树编制,1事故树中的事件的几种概念： （1）顶上事件 这是人们最不希望发生的失效事件（或故障事件），是使系统不能正常工作的故障表现形式，是分析故障发生的原因、发生的概率以及可能产生的影响的最终事件，是失效分析的起点。 （2）中间事件 导致顶端事件发生，且还需要再分解的因素，包括系统组成部分自身性质的变化以及系统外界因素，统称为中间事件。在图中，置于矩形块中并除去顶端事件之外的事件均为中间事件，也称为相对最终事件。 （3）基本事件 导致系统或部件发生失效的、最基本的、无需再分解的事件。在图中,置于圆圈中的均为基本事件。,（三）事故树编制（续）,2.事故树符号及意义 事故树中使用的符号通常分为事件符号和逻辑门符号两大类，常用的绘制事故树的符号在表15-1中介绍。,2故障树的编制,故障树的编制方法一般分为两类，人工编制和计算机辅助编制。 人工编制故障树的常用方法是演绎法，它是通过人的思考来分析顶上事件是怎样发生的。在编制时首先确定顶上事件，找出直接导致顶上事件发生的各种可能的因素或因素的组合，也就是中间事件，在顶上事件与直接导致其发生的中间事件之间，根据其逻辑关系相应地绘制上逻辑门。然后依此方法再对每个中间事件进行分析，找出导致其发生的直接原因，逐级向下演绎，直到不能分析的基本事件为止。,图15-1 煤矿井下斜巷运输事故树图,举例:(1）煤矿井下斜巷运输事故树,（2）砂轮伤害事故的事故树图,图15-2 砂轮伤害事故的故障树图,（3）锅炉结垢事故树,图15-3 锅炉结垢事故树图,1.布尔代数运算法则 在事故树分析中常用逻辑运算符号（ ，）将各个事件连接起来，此连接式称为布尔代数表达式。在求最小割集时，要用布尔代数运算法则，化简代数式。这些法则见表15-2所示。,（四）布尔代数运算法则及事故树的数学表达式,2事故树的数学表达式 为了进行事故树定性、定量分析，需要建立数学模型，写出它的数学表达式。把顶上事件用布尔代数表现，并自上而下展开就可得到布尔表达式。 例如：有某事故树如图15-4所示。,（五）最小割集的概念和求法 （1）最小割集的概念。能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集。换言之，如果割集中任一基本事件不发生，顶上事件就绝不发生。一般割集不具备这个性质。例如本事故树中 是最小割集， 是割集，但不是最小割集。 （2）最小割集的求法。利用布尔代数化简法，将上式归并、化简。,表示系统的危险性，每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能渠道。最小割集的数目越多，越危险。其分述如下： （1）表示顶上事件发生的原因。事故发生必然是某个最小割集中几个事件同时存在的结果，求出事故树全部最小割集，就可掌握事故发生的各种可能，对掌握事故的规律，查明事故的原因大有帮助。,（六）最小割集的作用,（2）一个最小割集代表一种事故模式。根据最小割集，可以发现系统中最薄弱的环节，直观判断出哪种模式最危险，哪些次之，以及如何采取预防措施。 （3）可以用最小割集判断基本事件的结构重要度，计算顶上事件概率。,人机系统的安全性评价是以实现人机系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对人机系统中存在的危险因素、有害因素进行辨识与分析，判断系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。,三、安全评价,（一）安全评价意义,（1）有助于政府安全监督管理部门对企业的安全生产实行宏观控制。 （2）有助于安全投资的合理选择。 （3）有助于保险公司对企业灾害实行风险管理。 （4）有助于提高企业的安全管理水平。,安全评价对企业安全管理的作用,1）使安全管理由事后处理变为事先预测、预防，使安全理科学化。 2）使安全管理由纵向单一管理变为全面系统管理，使安全理全面化、统一化。 3）使安全管理由经验管理变为目标管理，使安全理标准化。,安全评价有以下四个基本原理： 相关性原理 类推原理 惯性原理 量变到质变原理,（二）安全评价的基本原理,任何事物的发展变化都不是孤立的，都与其他事物的发展存在或多或少的相互影响、相互制约、相互促进的关系。 事故和导致事故发生的各种原因之间存在着相关关系，表现为依存关系和因果关系：危险因素是原因，事故是结果。 分析各因素的特征、变化规律、影响程度以及从原因到结果的途径，揭示其内在联系和相关程度，才能在评价中得出正确的分析结论。,1相关性原理,例如，煤矿瓦斯爆炸事故有三个因素综合作用造成的： 由沼气积聚达到爆炸浓度 氧气浓度大于12% 存在引爆火源 而这三个因素又是沼气逸出多或沼气易于积聚、通风不良、检查失误、安全装置失效或管理不当、有电气火花、撞击摩擦火花、自燃火源等因素造成的。,许多事物在发展变化上常有类似的地方。利用事物之间表现形式上存在某些相似之处的特点，有可能把先发展事物的表现过程类推到后发展事物上去，从而对后发展事物的前景做出预测。这就是类推（类比）推理，是人们经常使用的一种逻辑思维方法。 可以看出，这实际是一种预测技术。类推在人们认识世界和改造世界的活动中，有着非常重要的作用；在安全生产、安全评价中，同样育着特殊的意义和重要的作用。,2类推原理,任何一种事物的发展与其过去的行为是有联系的。过去的行为不仅影响到现时，还会影响到未来。这表明任何事物的发展都有时间上的延续性，这种延续性称为惯性。利用惯性可以建立各种类型的趋势外推预测模型，从过去事故的发展规律来预测未来事故的发展趋势。,3惯性原理,任何一个事物在发展变化过程中都存在着从量变到质变的规律。在一个系统中，许多有关安全的因素也都一一存在着量变到质变的规律。因此，在安全评价时,考虑各种危险、有害因素对人体的危害，以及采用的评价方法进行等级划分等，均需要应用量变到质变的原理。,4量变到质变原理,安全评价方法是对系统的危险因素、有害因素及其危险、危害程度进行分析、评价的方法。 安全评价方法可分为两大类： 定性安全评价 定量安全评价。,（三）安全评价方法,定性安全评价是借助于对事物的经验、知识、观察及对发展变化规律的了解，科学地进行分析、判断的一类方法。定性安全评价不对危险性进行量化处理，只作定性比较。,1定性安全评价,定性安全评价方法应用最广泛，主要有： 安全检查表(SCL)； 事故树分析(FTA)； 事件树分析（ETA）； 危险度评价法； 预先危险性分析(PHA)； 故障类型和影响分析(FMEA)； 危险性可操作研究(HAZOP)； 如果怎么办（whatif）； 人的失误（HE）分析。,1定性安全评价,定量安全评价是根据统计数据、按有关标准，应用科学的方法构造数学模型，对危险性进行量化处理，并确定危险性的等级或发生概率的一类评价方法。 目前定量安全评价主要有以下两种类型： （1）可靠性安全评价法 （2）指数法或评分法,2定量安全评价,也称为概率法，它是以可靠性、安全性为基础，查明系统中的隐患，计算出其损失率、有害因素的种类及其危害程度，然后再与国家规定的或社会允许的安全值（安全标准）进行比较，从而来确定被评价系统的安全状况。这种方法需要一定的数学期基础，计算较复杂，也较难掌握。,（1）可靠性安全评价法,可靠性安全评价法常用的方法有： 事故树分析； 事件树分析； 模糊数学综合评价法； 层次分析法； 格雷厄姆金尼法； 机械工厂固有危险性评价方法； 原因结果分析法。,它是以物质系数为基础，采取综合评价的危险度分级方法。它通过计算危险（或安全）的分数来确定安全状况。这种方法计算较容易，但精度稍差。 常用的方法有： 美国道化学公司(Dow Chemical Co.)的 “火灾、爆炸危险指数评价法”； 英国帝国化学公司蒙德部的“IC/Mond火灾、爆炸、毒性指标法”； 日本劳动省的“六阶段法”； “单元危险指数快速排序法”。,（2）指数法或评分法,第三节 事故产生的原因,事故产生的原因是多方面的，复杂的，可以从不同角度分析事故原因。 目前世界上有代表的事故致因理论有十几种，如： “人为失误论”-认为一切事故都是由人的失误造成的； “能量转移论” - 认为生物体受伤害的原因只能是某种能量的转变； “综合论”-认为事故是由人的不安全行为和物的不安全状态综合作用的结果；,“多米诺骨牌论”-认为伤害是由五因素的事件链造成的。五因素事件链是：社会环境和管理欠缺人为的过失不安全动作或机械、物质危害意外事件人身伤亡的事件。 在这里选用具有一定代表性的4M法，即从人、设备、环境与媒介、管理等四个方面进行分析。,第三节 事故产生的原因,（一）人为失误的含义 在某一具体的人机系统中，人为失误是指人实际完成的职能与系统已设定的应该完成的职能之间发生偏差，从而对系统的目标、构造、模式、运行发生影响，使之逆转运行或遭受破坏。,一、人为失误,（1）未执行分配给他的职能。 （2）错误地执行了分配给他的职能。 （3）执行了未赋予他的份外职能。 （4）按错误的程序或错误的时间执行了职能。 （5）执行职能不全面。,人为失误主要包含以下五种情况：,（1）操作错误，忽视安全、警告。 （2）人为造成安全装置失效。 （3）使用不安全设备。 （4）手代替工具操作。 （5）物体（指成品、半成品）存放不当。 （6）冒险进入危险场所。,人为失误的表现分为以下几个方面,（7）攀坐不安全位置，在起吊物下作业。 （8）机器运转时加油、修理、检查、调整、焊接、清扫等。 （9）有分散注意力的行为。 （10）在必须使用个人防护用品用具的场合中忽视使用，或穿不安全装束。 （11）对易燃易爆危险品处理错误。,人为失误的表现分为以下几个方面（续）,1.按作业要求分类 （1）遗漏差错。遗漏了必须做的事情或任务、步骤。 （2）代办差错。把规定的任务做错了。 （3）无关行动。在工作中导入无关的、不必要的任务或步骤。 （4）顺序差错。把完成任务的顺序做错了。 （5）时间差错。没有按规定的时间完成任务。,（二）人为失误分类,2.按发生人为失误的工作阶段分类 （1）设计失误 这是发生在设计阶段的人为失误。例如，在电梯设计中没有设置超负荷限制器，致使电梯超载坠落死人的事故发生。 （2）操作失误 指操作者在作业操作中违反安全操作规程的不安全行为。,（二）人为失误分类,（3）检查或监测差错 指发生在检查、检验、监视、控制等作业工作中的人为失误。 （4）制造失误 这是指影响产品加工质量的人为失误。,（二）人为失误分类,3.按人体因素和环境因素分类 （1）操作者个人特有的因素造成的人为失误 如操作者个人心理状态、生理素质、生理素质、教育、培训、知识、能力、积极性等因素影响造成的人为失误。 （2）环境因素造成的人为失误 例如机器、设备、设施、器具、环境条件、作业方式、作业空间、作业空间、车间的组织与管理等因素影响造成的人的失误。,（二）人为失误分类,4.按大脑信息处理程序分类 （1）认知、确认失误 指从接受外界信息到大脑感觉中枢认知过程所发生为失误。 （2）判断、记忆失误 指从判断状况并在运 动中枢做出相应行动决定到发出指令的大脑活动过程所发生的人为失误。,（二）人为失误分类,（3）动作、操作失误 指从大脑运动中枢发 出动作指令到动作完成过程中所发生的人的误操作。,（二）人为失误分类,1.生理方面的原因 人体各器官及生理节奏等生物体活动规律、人体的疲劳特性等。 人的大脑的生理活动规律（意识水平） （1）大脑意识水平是不断变化的（如30min效应） （2）大脑意识水平与人为失误发生概率直接相关 （3）大脑生理机能的潮汐节奏 人的意识水平在早晨6点钟为最低，向正午逐渐提高，正午达最大值，随后慢慢下降，到早6点达到最低。晚10点钟以后的深夜至清晨是大脑活动水平处于低潮时期。,（三）人为失误产生的原因,2.心理方面的原因 (1)注意的心理特性 1）不注意与注意 2）注意的强弱和范围,（三）人为失误产生的原因,所谓主观臆测，是指个人无根据地推测所做的随意性判断。是发生人为失误的重要原因。尤其在下列情况下更易于发生。 1）急于求成 2）缺乏知识 3）片面经验 4）侥幸心理 5）省能心理 6）逆反心理,（2）主观臆测,2.心理方面的原因（续） （3）心理环境 人在很熟悉的环境里，往往不注意外界环境状态的变化，因此造成误认事故是常有的。所谓“有经验的人，往往大意” （4）急迫时的行动 （5）忘却意图 （6）其他心理因素,（三）人为失误产生的原因（续2）,3.人的作业姿势和动作方面原因 （1）姿势 正确的姿势有利于动作的控制 （2）非主要意识动作 像步行那样的习惯动作，可以认为是非主要意识的动作，即不是明确有意识的动作，几乎是反射性地、机械地进行 （3）场面行动 在我们活动的场所，如果在某个方向上有相当强烈的欲求的话，人们往往会不顾前后左右，而向该方向立即行动，这种行动称为场面行动。,（三）人为失误产生的原因（续3）,4.社会和工作环境方面的原因 社会压力会分散注意力而导致事故。如：工作变更、换了领导、婚姻、恋爱、生育、死亡、分离、疾病、以及时间紧迫、上司催促等等。 不良的工作环境易使作业者疲劳、引起意识水平下降，反应能力降低而增加人为失误频率。环境条件包括温度、湿度、照明、噪声、粉尘、振动等,（三）人为失误产生的原因（续4）,系统对操作者的要求超过操作者作业能力限度，会增加出现错误的可能性。 （1）系统要求操作者做普通人做不到的事。 （2）系统可能是为精心选择或严格训练的人设计的，而不是为实际上使用该系统的人设计的，因面使操作者负担过重。 （3）系统要求操作者对过多的输入信号应答，或